KR20090034624A - 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치 및 방법 - Google Patents

시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인간의 시감 특성을 고려하여 영상을 부호화하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 각 픽셀에 대응하여 예측된 픽셀의 값에 대한 오차값 가운데 인간의 시감 특성상 인지할 수 있는 범위에 해당하는 값만 부호화한다.

Description

시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치 및 방법{Apparatus and method for encoding image using a psycho-visual characteristic}
본 발명은 영상을 부호화하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인간의 시감 특성을 고려하여 영상을 부호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
오디오 코딩(audio coding)에서는 인간의 청각 특성을 이용한 심리-음향 모델(psycho-acoustic model)을 적용하여 마스킹 임계값(masking threshold)를 설정한 후 주파수 영역별 비트를 달리 할당하여 부호화한다.
그리고 비디오 또는 영상 코딩에 있어서도 인간의 시감 특성을 이용하여 코딩하는 기술들이 있다. 예를 들어, YUV 포멧(format)을 사용하는 방법 또는 DCT에서 양자화 행렬(quantization matrix)를 사용하는 방법 등이 있다. 첫째, YUV 포멧의 경우 주로 인간이 색도 변화에 취약하다는 특성을 이용하여 색차(chrominance)에 대한 비트를 적게 할당하는 방법으로 압축을 실시한다. 둘째, DCT에서는 저주파 영역과 고주파 영역으로 구별하고 인간의 시감 특성상 고주파 영역에 둔감한 특성을 이용함으로써 고주파 영역의 양자화를 크게 할당되는 비트를 줄인다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인간의 시감 특성을 고려하여 인지할 수 있는 범위만 부호화하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법은, 영상을 구성하는 픽셀들 중 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값에 대한 오차를 계산하는 단계; 상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 시감 특성상 인지할 수 있는 범위를 판단할 수 있는 기 설정된 방식으로 결정하는 단계; 및 상기 결정된 범위에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 영상을 구성하는 픽셀들 중 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값에 대한 오차를 계산하는 단계; 상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 시감 특성상 인지할 수 있는 범위를 판단할 수 있는 기 설정된 방식으로 결정하는 단계; 및 상기 결정된 범위에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 단계를 포함하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치는, 영상을 구성하는 픽셀들 중 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값에 대한 오차를 계산하는 오차 계산부; 상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 시감 특성상 인지할 수 있는 범위를 판단할 수 있는 기 설정된 방식으로 결정하는 부호화범위 결정부; 및 상기 결정된 범위에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치 및 방법의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치는 예측부(100), 오차 계산부(110), 부호화범위 결정부(120) 및 부호화부(130)를 포함하여 이루어진다.
예측부(100)는 입력단자 IN으로부터 영상을 구성하는 픽셀들을 입력받아 기 설정된 방식에 따라 각 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값을 예측한다. 도 10은 예측부(100)에서 소정 픽셀의 값을 예측하는 일 실시예를 도시한 개념도이다. 도 10에서는 소정 픽셀에 대하여 상 방향, 좌 방향 및 좌상 방향에 마련된 픽셀들의 값을 이용하여 소정 픽셀의 값을 예측할 수 있다. 예측부(100)에서 참조 픽셀의 값을 예측하는 데 이용하는 기 설정된 방식의 일 실시예로 엣지 검출법(edge detecting method)을 사용하여 예측할 수 있다. 이러한 엣지 검출법으로 IEEE Trans. On Consumer Electronics, Vol 47, No.3, 2001, pp466-476 에 있는 "Two low cost algorithms for improved diagonal edge detection in JPEG-LS" 에 개시된 방법을 사용할 수 있다. 엣지 검출법을 이용하여 소정 픽셀 'x'의 값을 예측하는 일 실시예를 도 11을 이용하여 설명하기로 한다. 픽셀 'x'에 대한 에지 검출법의 알고리즘은 다음과 같다.
if (c >= max(a,b)) P = min(a,b);
else{
if (c <= min(a,b)) P = max(a,b);
else P = a+b-c;
}
여기서, 'P'는 'x' 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값이며, 'a'는 좌 방향에 위치한 픽셀의 값이고, 'b'는 상 방향에 위치한 픽셀의 값이며, 'c'는 좌상 방향에 위치한 픽셀의 값이다.
이 알고리즘에 의하면, 참조 픽셀의 값 'P'는 엣지(edge)가 수평 방향인지 수직 방향인지 여부와 'a' 와 'b' 중에 큰 값이 무엇인지에 따라 결정된다. 만일 'a' 및 'b' 가운데 더 큰 값 보다 'c'가 더 크거나 같다고 가정하면, 'a' 및 'b' 가운데 더 작은 값이 'a'일 경우 수평 방향의 엣지를 가지며 참조 픽셀의 값 'P'는 'a'로 결정되고, 'a' 및 'b' 가운데 더 작은 값이 'b'일 경우 수직 방향의 에지를 가지며 참조 픽셀의 값 'P'는 'b'로 결정된다. 반면에 'a' 및 'b' 가운데 더 작은 값이 'c' 더 크거나 같다고 가정하면, 'a' 및 'b' 가운데 더 큰 값이 'a'일 경우 수평 방향의 엣지를 가지며 참조 픽셀의 값 'P'는 'a'로 결정되고, 'a' 및 'b' 가운데 더 큰 값이 'b'일 경우 수직 방향의 엣지를 가지며 참조 픽셀의 값 'P'는 'b'로 결정된다. 또한, 'c'가 'a' 및 'b' 가운데 더 작은 값 보다 크고 'a' 및 'b' 가운데 더 큰 값 보다 작다고 가정하면, 엣지의 방향을 판정하기 어려우므로 참조 픽셀의 값 'P'는 'a', 'b', 'c' 모두를 고려하여 'a'에 'b'를 가산하고 'c'를 감산 한 값으로 결정한다.
오차 계산부(110)는 입력단자 IN으로부터 입력받은 픽셀들의 값과 예측부(100)에서 각 픽셀에 대응하여 예측한 참조 픽셀의 값에 대한 오차(error)를 계산한다.
부호화범위 결정부(120)는 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다. 부호화범위 결정부(120)에서 범위를 결정함에 있어서, 인간의 시감 특성상 인지할 수 있는 범위를 판단할 수 있는 기 설정된 방식을 이용한다. 다시 말하면, 부호화범위 결정부(120)는 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 인간의 시감 특성상 인지할 수 있는 상위 비트에 해당하는 값과 인간의 시감 특성상 인지할 수 없는 하위 비트에 해당하는 값을 구별한다.
이러한 부호화범위 결정부(120)의 실시예로 도 2, 3, 및 4가 있다.
도 2는 소정 픽셀의 엣지를 이용하여 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 부호화범위 결정부(120)는 엣지 계산부(200), 제1 임계값 계산부(210) 및 범위 결정부(220)를 포함하여 이루어진다.
엣지 계산부(200)는 각 픽셀의 엣지를 계산한다. 여기서, 엣지는 소정 픽셀의 값과 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀의 값 간 차이값을 말한다. 도 7을 예를 들어 설명하면, 제n 펙셀의 엣지는 제(n-1) 픽셀의 값에 대한 제n 픽셀의 차이값을 말하고, 식별번호 700에 도시된 간격에 해당한다.
제1 임계값 계산부(210)는 엣지 계산부(200)에서 계산된 각 픽셀의 엣지에 기 설정된 제1 값을 제산하여 제1 임계값을 계산한다.
범위 결정부(220)는 제1 임계값 계산부(210)에서 계산된 제1 임계값을 이용하여 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다. 범위 결정부(220)에서 제1 임계값을 이용하여 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 실시예로 다음 기재된 두 가지가 있을 수 있다.
첫째, 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 제1 임계값에 포함되지 않는 값만 부호화하는 범위로 결정한다. 도 5a를 예를 들어 설명하면, 엣지 계산부(200)에서는 제n 펙셀의 엣지로 식별번호 500에 해당하는 간격을 계산하고, 제1 임계값 계산부(210)에서는 도 6에 도시된 그래프와 같이 제1 임계값을 제산하는 값으로 '8'이 기 설정되면 식별번호 500에 해당하는 간격에 '8'을 제산하여 제1 임계값을 계산하며, 범위 결정부(220)는 제n 픽셀의 값에 대하여 제1 임계값에 해당하는 오차를 허용하는 식별번호 510에 해당하는 범위를 결정한다.
도 9a에 도시된 제4 픽셀을 예를 들어 엣지 계산부(200)에서 제4 픽셀의 엣지로 '25'가 계산되었다고 가정하고 설명하기로 한다. 단, 도 9a 및 9b의 실시예에서는 예측부(100)에서 참조 픽셀을 예측함에 있어서 주변 픽셀을 이용하는 것이 일반적이므로 엣지와 오차는 같다고 가정한다. 제1 임계값 계산부(210)에서는 제4 픽셀의 엣지인 '25'에 기 설정된 제1 값인 '8'을 제산하여 제1 임계값인 '3.125'를 계산하며, 범위 결정부(220)는 제1 임계값인 '3.125' 이하에 해당하는 하위 2비트를 부호화하지 않는 범위로 결정하고 제1 임계값인 '3.125' 이상에 해당하는 상위 3비트를 부호화하는 범위로 결정한다. 이에 따라 범위 결정부(220)는 제4 픽셀의 오차인 '25'에 해당하는 '11001' 가운데 상위 3비트인 '110'만 부호화하는 범위로 결정하고 하위 2비트인 '01'는 부호화하지 않는 범위로 결정한다.
둘째, 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 제1 임계값에 포함되지 않는 범위 및 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값을 복호화기에서 복원하는 알고리즘를 고려하여 부호화하는 범위로 결정한다. 부호화기에서 부호화되지 않는 오류값은 복호화기에서 기 설정된 알고리즘에 의하여 복원된다. 여기서 기 설정된 알고리즘의 예로 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 기대값, 평균값 및 중간값으로 복호화단에서 복원할 수 있으며, 각 오류값에 대응하는 복원될 값을 테이블로 기 저장하여 독출함으로써 복원할 수 있다. 만일 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 중간값으로 복호화단에서 복원할 경우 제1 임계값에 의해 결정된 부호화하지 않을 하위 비트를 1비트 증가시킬 수 있으므로 제1 임계값에 의해 결정된 부호화할 상위 비트를 1비트 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 첫번째 방식에서 설명한 예인 도 9a에 도시된 제4 픽셀의 경우 제1 임계값 계산부(210)에서 계산된 제1 임계값인 '3.125'를 기준으로 하여 범위 결정부(220)는 제1 임계값인 '3.125' 이하에 해당하는 하위 2비트를 부호화하지 않는 범위로 결정하고 제1 임계값인 '3.125' 이상에 해당하는 상위 3비트를 부호화하는 범위로 결정한다. 이에 따라 범위 결정부(220)는 제4 픽셀의 오차인 '25'에 해당하는 '11001' 가운데 상위 3비트인 '110'만 부호화하는 범위로 결정하고 하위 2비트인 '01'는 부호화하지 않는 범위로 결정한다.
그러나 두번째 방식에 따라 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 중간 값으로 복호화단에서 복원할 경우 상위 비트 가운데 1비트를 더 부호화하지 않고 상위 2비트인 '11'만 부호화하는 범위로 결정하고 하위 3비트는 부호화하지 않는 범위로 결정한다. 이 경우도 부호화기에서 전송하지 않은 하위 3비트로 표현할 수 있는 '000' 내지 '111'의 중간값인 '100'로 복호화기에서 하위 3비트를 복원하므로 부호화단에서 전송된 상위 2비트인 '11'과 합성하여 최종적으로 '11100'으로 복원한다. 이렇게 복원된 '11100'은 제4 픽셀의 오차인 '11001'와 '11' 밖에 차이가 나지 않으므로 제1 임계값에 포함된다. 그러므로 제1 임계값으로 결정된 상위 비트 가운데 1비트를 덜 부호화하는 범위로 결정하더라고 복호화기에서 임계값 범위 내에 해당하는 픽셀의 값으로 복원되기 때문에 인간의 시감 특성상 인지할 수 없다.
이와 동일한 방식으로 도 9a에 도시된 제1 내지 제3 픽셀 및 제5 내지 제10 픽셀에 대한 엣지로 제1 임계값을 계산함으로써 도 9b에 도시된 바와 같이 점선 보다 상위 비트에 해당하는 비트를 부호화할 범위로 결정할 수 있다. 도 9a 및 9b의 실시예는 제1값이 '8'로 기 설정하여 가정하였으므로 상위 2비트만 부호화할 범위로 결정할 수 있다.
다시 말해, 소정 픽셀의 엣지와 참조 픽셀의 오차가 같고 제1 임계값을 제산하는 기 설정된 값이 '8'이라고 가정하면, 첫번째 방식에 의해 구현할 경우 상위 3비트만 부호화하는 범위로 결정하고, 두번째 방식에 의해 구현할 경우 부호화기에서 부호화되지 않은 하위 비트를 복호화기에서 복원할 때 중간값을 가산하는 방식 의 알고리즘을 취하면 상위 2비트만 부호화하는 범위로 결정하면 한다. 그러나 여기서 기 설정된 값인 '8'에 한정하여 실시하는 것은 아니며 디스플레이 특성과 같은 실시 환경에 따라 다른 값을 기 설정하여 실시할 수도 있다.
도 3은 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들을 이용하여 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 부호화범위 결정부(120)는 주변차이값 계산부(300), 제2 임계값 계산부(310) 및 범위 결정부(320)를 포함하여 이루어진다.
주변차이값 계산부(300)는 각 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이값을 계산한다. 도 8을 예를 들어 설명하면, 제n 픽셀의 주변 픽셀들 사이의 차이값은 제n 픽셀의 주변에 마련된 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀 사이의 차이값을 말하고, 식별번호 800에 도시된 간격에 해당한다.
제2 임계값 계산부(310)는 주변차이값 계산부(300)에서 계산된 각 픽셀의 주변 픽셀들 사이의 차이값에 기 설정된 제2 값을 제산하여 제2 임계값을 계산한다.
여기서, 기 설정된 값은 도 2에 기술된 제1 값과 서로 상이할 수 있다. 특정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이값은 특정 픽셀과 주변 픽셀 사이의 최대 차이값에 '2'를 승산한 값 이상에 해당한다. 이러한 관계를 도 8을 이용하여 설명하면 제n 픽셀의 주변 픽셀에는 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀이 있다. 제n 픽셀과 그 주변 픽셀 중 하나인 제(n-1) 픽셀의 차이값인 제1 엣지는 식별번호 810에 해당하는 값이고, 제n 픽셀과 나머지 주변 픽셀인 제(n+1) 픽셀의 차이값인 제2 엣지는 식별번호 820에 해당한다. 이들 관계를 수학식으로 기재하면 다음과 같다.
[수학식 1]
Figure 112007071420645-PAT00001
여기서, "edge1"은 제1 엣지이고, "edge2"는 제2 엣지이며, "neighbor"는 주변 픽셀들 사이의 차이값을 말한다.
엣지와 주변 픽셀들 사이의 차이값이 수학식 1과 같은 관계를 갖기 때문에 엣지가 주변 픽셀들 사이의 차이값과 같다고 가정하고 제1 값에 '2'를 제산한 값을 제2 값으로 기 설정할 수 있다.
범위 결정부(320)는 제2 임계값 계산부(310)에서 계산된 제2 임계값을 이용하여 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다. 범위 결정부(320)에서 제2 임계값을 이용하여 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 실시예로 다음 기재된 두 가지가 있을 수 있다.
첫째, 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 제2 임계값에 포함되지 않는 값만 부호화하는 범위로 결정한다. 도 5b를 예를 들어 설명하면, 주변차이값 계산부(300)에서는 제n 펙셀의 주변 픽셀들에 해당하는 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀의 차이값인 식별번호 520에 해당하는 간격을 계산하고, 제2 임계값 계산부(310)에서는 제2 임계값을 제산하는 제2 값으로 '16'이 기 설정되면 식별번호 520에 해당하는 간격에 '16'을 제산하여 제2 임계값을 계산하며, 범위 결정부(320)는 제n 픽셀의 값에 대하여 제2 임계값에 포함되는 오차를 허용한다.
도 9a에 도시된 제4 픽셀을 예를 들어 주변차이값 계산부(300)에서 제4 픽셀의 주변 픽셀들의 차이값으로 '46'이 계산되었다고 가정하고 설명한다. 단, 도 9a 및 9b의 실시예에서는 예측부(100)에서 참조 픽셀을 예측함에 있어서 주변 픽셀을 이용하는 것이 일반적이므로 엣지와 오차는 같다고 가정한다. 제2 임계값 계산부(310)에서는 제4 픽셀의 주변 픽셀들의 차이값인 '46'에 '16'을 제산하여 제2 임계값인 '2.875'를 계산하며, 범위 결정부(320)는 제2 임계값인 '2.875' 이하에 해당하는 하위 2비트를 부호화하지 않는 범위로 결정하고 제2 임계값인 '2.875' 이상에 해당하는 상위 3비트를 부호화하는 범위로 결정한다. 이에 따라 범위 결정부(320)는 제4 픽셀의 오차인 '25'에 해당하는 '11001' 가운데 상위 3비트인 '110'만 부호화하는 범위로 결정하고 하위 2비트인 '01'는 부호화하지 않는 범위로 결정한다.
둘째, 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 제2 임계값에 포함되지 않는 범위 및 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값을 복호화기에서 복원하는 알고리즘을 고려하여 부호화하는 범위로 결정한다. 부호화기에서 부호화되지 않는 오류값은 복호화기에서 기 설정된 알고리즘에 의하여 복원된다. 여기서 기 설정된 알고리즘의 예로 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 기대값, 평균값 및 중간값으로 복호화단에서 복원할 수 있으며, 각 오류값에 대응하는 복원될 값을 테이블로 기 저장하여 독출함으로써 복원할 수 있다. 만일 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 중간값으로 복호화단에서 복원할 경우 제2 임계값에 의해 결정된 부호화하지 않을 하위 비트를 2비트 증가시킬 수 있으므로 제2 임계값에 의해 결정된 부호화할 상위 비트를 1비트 감소시킬 수 있다. 이와 같은 방식으로 도 9a에 도시된 제1 내지 제3 픽셀 및 제5 내지 제10 픽셀에 대한 주변 픽셀들의 차이값으로 제2 임계값을 계산함으로써 도 9b에 도시된 바와 같이 굵은 실선 보다 상위 비트에 해당하는 비트를 부호화할 범위로 결정할 수 있다. 도 9a 및 9b의 실시예는 제2 값이 '16'으로 기 설정하여 가정하였으므로 상위 3비트만 부호화할 범위로 결정할 수 있다.
도 4는 소정 픽셀의 엣지 또는 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들의 차이값을 이용하여 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 부호화범위 결정부(120)는 엣지 계산부(400), 제1 임계값 계산부(410), 주변차이값 계산부(420), 제2 임계값 계산부(430) 및 범위 결정부(440)를 포함하여 이루어진다.
엣지 계산부(400)는 각 픽셀의 엣지를 계산한다. 여기서, 엣지는 소정 픽셀의 값과 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀의 값 간 차이값을 말한다. 도 7을 예를 들어 설명하면, 제n 펙셀의 엣지는 제(n-1) 픽셀의 값에 대한 제n 픽셀의 차이값을 말하고, 식별번호 700에 도시된 간격에 해당한다.
제1 임계값 계산부(410)는 엣지 계산부(400)에서 계산된 각 픽셀의 엣지에 기 설정된 제1 값을 제산하여 제1 임계값을 계산한다.
주변차이값 계산부(420)는 각 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이값을 계산한다. 도 8을 예를 들어 설명하면, 제n 픽셀의 주변 픽셀들 사이의 차 이값은 제n 픽셀의 주변에 마련된 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀 사이의 차이값을 말하고, 식별번호 800에 도시된 간격에 해당한다.
제2 임계값 계산부(430)는 주변차이값 계산부(420)에서 계산된 각 픽셀의 주변 픽셀들 사이의 차이값에 기 설정된 제2 값을 제산하여 제2 임계값을 계산한다. 여기서, 기 설정된 값은 도 2에 기술된 제1 값과 서로 상이할 수 있다. 특정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이값은 특정 픽셀과 주변 픽셀 사이의 최대 차이값에 '2'를 승산한 값 이상에 해당한다. 이러한 관계를 도 8을 이용하여 설명하면 제n 픽셀의 주변 픽셀에는 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀이 있다. 제n 픽셀과 그 주변 픽셀 중 하나인 제(n-1) 픽셀의 차이값인 제1 엣지는 식별번호 810에 해당하는 값이고, 제n 픽셀과 나머지 주변 픽셀인 제(n+1) 픽셀의 차이값인 제2 엣지는 식별번호 820에 해당한다. 이들 관계를 수학식으로 기재하면 다음과 같다.
[수학식 2]
Figure 112007071420645-PAT00002
여기서, "edge1"은 제1 엣지이고, "edge2"는 제2 엣지이며, "neighbor"는 주변 픽셀들 사이의 차이값을 말한다.
엣지와 주변 픽셀들 사이의 차이값이 수학식 2과 같은 관계를 갖기 때문에 엣지가 주변 픽셀들 사이의 차이값과 같다고 가정하고 제1 값에 '2'를 제산한 값을 제2 값으로 기 설정할 수 있다.
범위 결정부(440)는 제1 임계값 계산부(410)에서 계산된 제1 임계값과 제2 임계값 계산부(430)에서 계산된 제2 임계값 가운데 가장 큰 임계값을 선택하고, 가장 큰 임계값을 이용하여 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다. 만일 제1 임계값이 제2 임계값 보다 크다면, 도 2에 개시된 범위 결정부(220)와 동일한 방식으로 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하고, 만일 제2 임계값이 제1 임계값 보다 크다면, 도 3에 개시된 범위 결정부(320)와 동일한 방식으로 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다.
도 9a 및 9b는 범위 결정부(440)에서 범위를 결정하는 실시예를 테이블로 도시한 것이다. 도 9a는 제1 내지 제10 픽셀의 엣지와 제1 내지 제10 픽셀의 주변 픽셀들의 차이값을 테이블로 도시한 것이고, 도 9b는 제1 내지 제10 픽셀의 오차를 상위 비트부터 하위 비트 순으로 비트-플레인(bit-plane) 단위로 표현한 테이블을 도시한 것이다. 단, 도 9a 및 9b의 실시예에서는 예측부(100)에서 참조 픽셀을 예측함에 있어서 주변 픽셀을 이용하는 것이 일반적이므로 엣지와 오차는 같다고 가정한다.
제1 임계값 계산부(410)에서 계산된 제1 임계값은 도 9b에서 점선으로 표시되어 있으며, 제2 임계값 계산부(430)에서 계산된 제2 임계값은 도 9b에서 실선으로 표시되어 있다. 범위 결정부(440)는 점선과 실선 가운데 더 큰 값을 임계값으로 결정하고 결정된 임계값 보다 상위 비트에 마련된 오차의 비트-플레인을 부호화하는 범위로 결정한다.
다시 도 1에 도시된 실시예를 설명하면, 부호화부(130)는 부호화범위 결정 부(120)에서 결정된 범위에 해당하는 오차 계산부(110)에서 계산된 오차만 부호화한다. 보다 상세하게 말하면, 부호화부(130)는 부호화범위 결정부(120)에서 부호화하기로 결정한 상위 비트에 해당하는 오차 계산부(110)에서 계산된 오차만 부호화하여 비트스트림을 생성함으로써 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
도 12는 본 발명에 의한 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 영상을 구성하는 픽셀들을 입력받아 기 설정된 방식에 따라 제n 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값을 예측한다(제1200단계). 도 10은 제1200단계에서 소정 픽셀의 값을 예측하는 일 실시예를 도시한 개념도이다. 도 10에서는 소정 픽셀에 대하여 상 방향, 좌 방향 및 좌상 방향에 마련된 픽셀들의 값을 이용하여 소정 픽셀의 값을 예측할 수 있다. 제1200단계에서 참조 픽셀의 값을 예측하는 데 이용하는 기 설정된 방식의 일 실시예로 엣지 검출법(edge detecting method)을 사용하여 예측할 수 있다. 이러한 엣지 검출법으로 IEEE Trans. On Consumer Electronics, Vol 47, No.3, 2001, pp466-476 에 있는 "Two low cost algorithms for improved diagonal edge detection in JPEG-LS" 에 개시된 방법을 사용할 수 있다. 엣지 검출법을 이용하여 소정 픽셀 'x'의 값을 예측하는 일 실시예를 도 11을 이용하여 설명하기로 한다. 픽셀 'x'에 대한 에지 검출법의 알고리즘은 다음과 같다.
if (c >= max(a,b)) P = min(a,b);
else{
if (c <= min(a,b)) P = max(a,b);
else P = a+b-c;
}
여기서, 'P'는 'x' 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값이며, 'a'는 좌 방향에 위치한 픽셀의 값이고, 'b'는 상 방향에 위치한 픽셀의 값이며, 'c'는 좌상 방향에 위치한 픽셀의 값이다.
이 알고리즘에 의하면, 참조 픽셀의 값 'P'는 엣지(edge)가 수평 방향인지 수직 방향인지 여부와 'a' 와 'b' 중에 큰 값이 무엇인지에 따라 결정된다. 만일 'a' 및 'b' 가운데 더 큰 값 보다 'c'가 더 크거나 같다고 가정하면, 'a' 및 'b' 가운데 더 작은 값이 'a'일 경우 수평 방향의 엣지를 가지며 참조 픽셀의 값 'P'는 'a'로 결정되고, 'a' 및 'b' 가운데 더 작은 값이 'b'일 경우 수직 방향의 에지를 가지며 참조 픽셀의 값 'P'는 'b'로 결정된다. 반면에 'a' 및 'b' 가운데 더 작은 값이 'c' 더 크거나 같다고 가정하면, 'a' 및 'b' 가운데 더 큰 값이 'a'일 경우 수평 방향의 엣지를 가지며 참조 픽셀의 값 'P'는 'a'로 결정되고, 'a' 및 'b' 가운데 더 큰 값이 'b'일 경우 수직 방향의 엣지를 가지며 참조 픽셀의 값 'P'는 'b'로 결정된다. 또한, 'c'가 'a' 및 'b' 가운데 더 작은 값 보다 크고 'a' 및 'b' 가운데 더 큰 값 보다 작다고 가정하면, 엣지의 방향을 판정하기 어려우므로 참조 픽셀의 값 'P'는 'a', 'b', 'c' 모두를 고려하여 'a'에 'b'를 가산하고 'c'를 감산한 값으로 결정한다.
제1200단계에서 제n 픽셀에 대응하여 예측된 참조 픽셀의 값과 제n 픽셀의 값에 대한 오차(error)를 계산한다(제1210단계).
제1210단계에서 계산된 제n 픽셀의 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다(제1220단계). 제1220단계에서 범위를 결정함에 있어서, 인간의 시감 특성상 인지할 수 있는 범위를 판단할 수 있는 기 설정된 방식을 이용한다. 다시 말하면, 제1220단계에서는 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 인간의 시감 특성상 인지할 수 있는 상위 비트에 해당하는 값과 인간의 시감 특성상 인지할 수 없는 하위 비트에 해당하는 값을 구별한다.
이러한 제1220단계의 실시예로 도 13, 14 및 15가 있다.
도 13은 제n 픽셀의 엣지를 이용하여 제1210단계에서 계산된 제n 픽셀의 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 제n 픽셀의 엣지를 계산한다(제1300단계). 여기서, 엣지는 소정 픽셀의 값과 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀의 값 간 차이값을 말한다. 도 7을 예를 들어 설명하면, 제n 펙셀의 엣지는 제(n-1) 픽셀의 값에 대한 제n 픽셀의 차이값을 말하고, 식별번호 700에 도시된 간격에 해당한다.
제1300단계에서 계산된 제n 픽셀의 엣지에 기 설정된 제1 값을 제산하여 제1 임계값을 계산한다(제1310단계).
제1310단계에서 계산된 제n 픽셀의 제1 임계값을 이용하여 제1210단계에서 계산된 제n 픽셀의 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다(제1320단계). 제1320단계에서 제1 임계값을 이용하여 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 실시예로 다음 기재된 두 가지가 있을 수 있다.
첫째, 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 제1 임계값에 포함되지 않는 값만 부호화하는 범위로 결정한다. 도 5a를 예를 들어 설명하면, 제1300단계에서는 제n 펙셀의 엣지로 식별번호 500에 해당하는 간격을 계산하고, 제1310단계에서는 도 6에 도시된 그래프와 같이 제1 임계값을 제산하는 값으로 '8'이 기 설정되면 식별번호 500에 해당하는 간격에 '8'을 제산하여 제1 임계값을 계산하며, 제1320단계에서는 제n 픽셀의 값에 대하여 제1 임계값에 해당하는 오차를 허용하는 식별번호 510에 해당하는 범위를 결정한다.
도 9a에 도시된 제4 픽셀을 예를 들어 제1300단계에서 제4 픽셀의 엣지로 '25'가 계산되었다고 가정하고 설명하기로 한다. 단, 도 9a 및 9b의 실시예에서는 제1200단계에서 참조 픽셀을 예측함에 있어서 주변 픽셀을 이용하는 것이 일반적이므로 엣지와 오차는 같다고 가정한다. 제1310단계에서는 제4 픽셀의 엣지인 '25'에 기 설정된 제1 값인 '8'을 제산하여 제1 임계값인 '3.125'를 계산하며, 제1320단계에서는 제1 임계값인 '3.125' 이하에 해당하는 하위 2비트를 부호화하지 않는 범위로 결정하고 제1 임계값인 '3.125' 이상에 해당하는 상위 3비트를 부호화하는 범위로 결정한다. 이에 따라 제1320단계에서는 제4 픽셀의 오차인 '25'에 해당하는 '11001' 가운데 상위 3비트인 '110'만 부호화하는 범위로 결정하고 하위 2비트인 '01'는 부호화하지 않는 범위로 결정한다.
둘째, 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 제1 임계값에 포함되지 않는 범위 및 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값을 복호화기에서 복원하는 알고리즘를 고려하여 부호화하는 범위로 결정한다. 부호화기에서 부호화되지 않는 오류값은 복 호화기에서 기 설정된 알고리즘에 의하여 복원된다. 여기서 기 설정된 알고리즘의 예로 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 기대값, 평균값 및 중간값으로 복호화단에서 복원할 수 있으며, 각 오류값에 대응하는 복원될 값을 테이블로 기 저장하여 독출함으로써 복원할 수 있다. 만일 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 중간값으로 복호화단에서 복원할 경우 제1 임계값에 의해 결정된 부호화하지 않을 하위 비트를 1비트 증가시킬 수 있으므로 제1 임계값에 의해 결정된 부호화할 상위 비트를 1비트 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 첫번째 방식에서 설명한 예인 도 9a에 도시된 제4 픽셀의 경우 제1310단계에서 계산된 제1 임계값인 '3.125'를 기준으로 하여 제1320단계에서는 제1 임계값인 '3.125' 이하에 해당하는 하위 2비트를 부호화하지 않는 범위로 결정하고 제1 임계값인 '3.125' 이상에 해당하는 상위 3비트를 부호화하는 범위로 결정한다. 이에 따라 제1320단계에서는 제4 픽셀의 오차인 '25'에 해당하는 '11001' 가운데 상위 3비트인 '110'만 부호화하는 범위로 결정하고 하위 2비트인 '01'는 부호화하지 않는 범위로 결정한다.
그러나 두번째 방식에 따라 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 중간 값으로 복호화단에서 복원할 경우 상위 비트 가운데 1비트를 더 부호화하지 않고 상위 2비트인 '11'만 부호화하는 범위로 결정하고 하위 3비트는 부호화하지 않는 범위로 결정한다. 이 경우도 부호화기에서 전송하지 않은 하위 3비트로 표현할 수 있는 '000' 내지 '111'의 중간값인 '100'로 복호화기에 서 하위 3비트를 복원하므로 부호화단에서 전송된 상위 2비트인 '11'과 합성하여 최종적으로 '11100'으로 복원한다. 이렇게 복원된 '11100'은 제4 픽셀의 오차인 '11001'와 '11' 밖에 차이가 나지 않으므로 제1 임계값에 포함된다. 그러므로 제1 임계값으로 결정된 상위 비트 가운데 1비트를 덜 부호화하는 범위로 결정하더라고 복호화기에서 임계값 범위 내에 해당하는 픽셀의 값으로 복원되기 때문에 인간의 시감 특성상 인지할 수 없다.
이와 동일한 방식으로 도 9a에 도시된 제1 내지 제3 픽셀 및 제5 내지 제10 픽셀에 대한 엣지로 제1 임계값을 계산함으로써 도 9b에 도시된 바와 같이 점선 보다 상위 비트에 해당하는 비트를 부호화할 범위로 결정할 수 있다. 도 9a 및 9b의 실시예는 제1값이 '8'로 기 설정하여 가정하였으므로 상위 2비트만 부호화할 범위로 결정할 수 있다.
다시 말해, 소정 픽셀의 엣지와 참조 픽셀의 오차가 같고 제1 임계값을 제산하는 기 설정된 값이 '8'이라고 가정하면, 첫번째 방식에 의해 구현할 경우 상위 3비트만 부호화하는 범위로 결정하고, 두번째 방식에 의해 구현할 경우 부호화기에서 부호화되지 않은 하위 비트를 복호화기에서 복원할 때 중간값을 가산하는 방식의 알고리즘을 취하면 상위 2비트만 부호화하는 범위로 결정하면 한다. 그러나 여기서 기 설정된 값인 '8'에 한정하여 실시하는 것은 아니며 디스플레이 특성과 같은 실시 환경에 따라 다른 값을 기 설정하여 실시할 수도 있다.
도 14는 제n 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들을 이용하여 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이 다.
먼저, 제n 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이값을 계산한다(제1400단계). 도 8을 예를 들어 설명하면, 제n 픽셀의 주변 픽셀들 사이의 차이값은 제n 픽셀의 주변에 마련된 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀 사이의 차이값을 말하고, 식별번호 800에 도시된 간격에 해당한다.
제1400단계에서 계산된 각 픽셀의 주변 픽셀들 사이의 차이값에 기 설정된 제2 값을 제산하여 제2 임계값을 계산한다(제1410단계).
여기서, 기 설정된 값은 도 2에 기술된 제1 값과 서로 상이할 수 있다. 특정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이값은 특정 픽셀과 주변 픽셀 사이의 최대 차이값에 '2'를 승산한 값 이상에 해당한다. 이러한 관계를 도 8을 이용하여 설명하면 제n 픽셀의 주변 픽셀에는 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀이 있다. 제n 픽셀과 그 주변 픽셀 중 하나인 제(n-1) 픽셀의 차이값인 제1 엣지는 식별번호 810에 해당하는 값이고, 제n 픽셀과 나머지 주변 픽셀인 제(n+1) 픽셀의 차이값인 제2 엣지는 식별번호 820에 해당한다. 이들 관계를 수학식으로 기재하면 다음과 같다.
[수학식 3]
Figure 112007071420645-PAT00003
여기서, "edge1"은 제1 엣지이고, "edge2"는 제2 엣지이며, "neighbor"는 주변 픽셀들 사이의 차이값을 말한다.
엣지와 주변 픽셀들 사이의 차이값이 수학식 1과 같은 관계를 갖기 때문에 엣지가 주변 픽셀들 사이의 차이값과 같다고 가정하고 제1 값에 '2'를 제산한 값을 제2 값으로 기 설정할 수 있다.
제1410단계에서 계산된 제2 임계값을 이용하여 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다(제1420단계). 제1420단계에서 제2 임계값을 이용하여 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 실시예로 다음 기재된 두 가지가 있을 수 있다.
첫째, 제1410단계에서 계산된 오차 가운데 제2 임계값에 포함되지 않는 값만 부호화하는 범위로 결정한다. 도 5b를 예를 들어 설명하면, 제1400단계에서는 제n 펙셀의 주변 픽셀들에 해당하는 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀의 차이값인 식별번호 520에 해당하는 간격을 계산하고, 제1410단계에서는 제2 임계값을 제산하는 제2 값으로 '16'이 기 설정되면 식별번호 520에 해당하는 간격에 '16'을 제산하여 제2 임계값을 계산하며, 제1420단계에서는 제n 픽셀의 값에 대하여 제2 임계값에 포함되는 오차를 허용한다.
도 9a에 도시된 제4 픽셀을 예를 들어 제1400단계에서 제4 픽셀의 주변 픽셀들의 차이값으로 '46'이 계산되었다고 가정하고 설명한다. 단, 도 9a 및 9b의 실시예에서는 제1200단계에서 참조 픽셀을 예측함에 있어서 주변 픽셀을 이용하는 것이 일반적이므로 엣지와 오차는 같다고 가정한다. 제1410단계에서는 제4 픽셀의 주변 픽셀들의 차이값인 '46'에 '16'을 제산하여 제2 임계값인 '2.875'를 계산하며, 제1420단계에서는 제2 임계값인 '2.875' 이하에 해당하는 하위 2비트를 부호화 하지 않는 범위로 결정하고 제2 임계값인 '2.875' 이상에 해당하는 상위 3비트를 부호화하는 범위로 결정한다. 이에 따라 제1420단계에서는 제4 픽셀의 오차인 '25'에 해당하는 '11001' 가운데 상위 3비트인 '110'만 부호화하는 범위로 결정하고 하위 2비트인 '01'는 부호화하지 않는 범위로 결정한다.
둘째, 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 제2 임계값에 포함되지 않는 범위 및 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값을 복호화기에서 복원하는 알고리즘을 고려하여 부호화하는 범위로 결정한다. 부호화기에서 부호화되지 않는 오류값은 복호화기에서 기 설정된 알고리즘에 의하여 복원된다. 여기서 기 설정된 알고리즘의 예로 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 기대값, 평균값 및 중간값으로 복호화단에서 복원할 수 있으며, 각 오류값에 대응하는 복원될 값을 테이블로 기 저장하여 독출함으로써 복원할 수 있다. 만일 부호화기에서 부호화되지 않은 오류값의 범위 내에서 가능한 모든 수의 중간값으로 복호화단에서 복원할 경우 제2 임계값에 의해 결정된 부호화하지 않을 하위 비트를 2비트 증가시킬 수 있으므로 제2 임계값에 의해 결정된 부호화할 상위 비트를 1비트 감소시킬 수 있다. 이와 같은 방식으로 도 9a에 도시된 제1 내지 제3 픽셀 및 제5 내지 제10 픽셀에 대한 주변 픽셀들의 차이값으로 제2 임계값을 계산함으로써 도 9b에 도시된 바와 같이 굵은 실선 보다 상위 비트에 해당하는 비트를 부호화할 범위로 결정할 수 있다. 도 9a 및 9b의 실시예는 제2 값이 '16'으로 기 설정하여 가정하였으므로 상위 3비트만 부호화할 범위로 결정할 수 있다.
도 15는 제n 픽셀의 엣지 또는 제n 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들의 차 이값을 이용하여 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 제n 픽셀의 엣지를 계산한다(제1500단계). 여기서, 엣지는 소정 픽셀의 값과 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀의 값 간 차이값을 말한다. 도 7을 예를 들어 설명하면, 제n 펙셀의 엣지는 제(n-1) 픽셀의 값에 대한 제n 픽셀의 차이값을 말하고, 식별번호 700에 도시된 간격에 해당한다.
제1500단계에서 계산된 제n 픽셀의 엣지에 기 설정된 제1 값을 제산하여 제1 임계값을 계산한다(제1510단계).
제n 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이값을 계산한다(제1520단계). 도 8을 예를 들어 설명하면, 제n 픽셀의 주변 픽셀들 사이의 차이값은 제n 픽셀의 주변에 마련된 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀 사이의 차이값을 말하고, 식별번호 800에 도시된 간격에 해당한다.
제1520단계에서 계산된 각 픽셀의 주변 픽셀들 사이의 차이값에 기 설정된 제2 값을 제산하여 제2 임계값을 계산한다(제1530단계).
여기서, 기 설정된 값은 도 2에 기술된 제1 값과 서로 상이할 수 있다. 특정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이값은 특정 픽셀과 주변 픽셀 사이의 최대 차이값에 '2'를 승산한 값 이상에 해당한다. 이러한 관계를 도 8을 이용하여 설명하면 제n 픽셀의 주변 픽셀에는 제(n-1) 픽셀과 제(n+1) 픽셀이 있다. 제n 픽셀과 그 주변 픽셀 중 하나인 제(n-1) 픽셀의 차이값인 제1 엣지는 식별번호 810에 해당하는 값이고, 제n 픽셀과 나머지 주변 픽셀인 제(n+1) 픽셀의 차이값인 제2 엣지는 식별번호 820에 해당한다. 이들 관계를 수학식으로 기재하면 다음과 같다.
[수학식 4]
Figure 112007071420645-PAT00004
여기서, "edge1"은 제1 엣지이고, "edge2"는 제2 엣지이며, "neighbor"는 주변 픽셀들 사이의 차이값을 말한다.
엣지와 주변 픽셀들 사이의 차이값이 수학식 2과 같은 관계를 갖기 때문에 엣지가 주변 픽셀들 사이의 차이값과 같다고 가정하고 제1 값에 '2'를 제산한 값을 제2 값으로 기 설정할 수 있다.
제1510단계에서 계산된 제1 임계값과 제1530단계에서 계산된 제2 임계값 가운데 어느 임계값이 더 큰지 여부를 판단한다(제1540단계).
제1540단계에서 제1 임계값이 제2 임계값 보다 더 크다고 판단되면, 제1510단계에서 계산된 제1 임계값을 이용하여 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다(제1550단계). 제1550단계에서는 도 13의 제1320단계에서 개시된 실시예와 동일하게 실시할 수 있다.
제1540단계에서 제2 임계값이 제1 임계값 보다 더 크다고 판단되면, 제1510단계에서 계산된 제2 임계값을 이용하여 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정한다(제1560단계). 제1560단계에서는 도 14의 제1420단계에서 개시된 실시예와 동일하게 실시할 수 있다.
도 9a 및 9b는 제1540단계 내지 제1560단계에서 범위를 결정하는 실시예를 테이블로 도시한 것이다. 도 9a는 제1 내지 제10 픽셀의 엣지와 제1 내지 제10 픽셀의 주변 픽셀들의 차이값을 테이블로 도시한 것이고, 도 9b는 제1 내지 제10 픽셀의 오차를 상위 비트부터 하위 비트 순으로 비트-플레인(bit-plane) 단위로 표현한 테이블을 도시한 것이다. 단, 도 9a 및 9b의 실시예에서는 예측부(100)에서 참조 픽셀을 예측함에 있어서 주변 픽셀을 이용하는 것이 일반적이므로 엣지와 오차는 같다고 가정한다.
제1510단계에서 계산된 제1 임계값은 도 9b에서 점선으로 표시되어 있으며, 제1530단계에서 계산된 제2 임계값은 도 9b에서 실선으로 표시되어 있다. 제1540단계 내지 제1560단계는 점선과 실선 가운데 더 큰 값을 임계값으로 결정하고 결정된 임계값 보다 상위 비트에 마련된 오차의 비트-플레인을 부호화하는 범위로 결정한다.
다시 도 12에 도시된 실시예를 설명하면, 제1220단계에서 결정된 범위에 해당하는 제1230단계에서 계산된 제n 픽셀의 오차만 부호화한다(제1230단계). 보다 상세하게 말하면, 제1230단계에서는 제1220단계에서 부호화하기로 결정한 상위 비트에 해당하는 제1210단계에서 계산된 오차만 부호화한다.
제1230단계 후에, 제n 픽셀이 부호화할 마지막 픽셀인지 여부를 판단한다(제1240단계).
만일 제n 픽셀이 부호화할 마지막 픽셀이 아니라고 판단되면, 'n'에 '1'을 가산하고 제1200단계 내지 제1230단계를 반복하여 수행한다.
이러한 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
또한, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장 장치 등이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 소정 픽셀의 엣지를 이용하여 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들을 이용하여 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 4는 소정 픽셀의 엣지 또는 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들의 차이값을 이용하여 오차 계산부(110)에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 5a는 제n 픽셀의 엣지를 이용하여 계산한 제n 픽셀의 오차의 범위를 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이다.
도 5b는 제n 픽셀의 주변 픽셀들의 차이값을 이용하여 계산한 제n 픽셀의 오차의 범위를 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이다.
도 6은 임계값을 기울기로 하여 엣지와 오차간의 관계를 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이다.
도 7은 제n 픽셀의 엣지를 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이다.
도 8은 제n 픽셀의 주변 픽셀들의 차이값을 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이다.
도 9a는 제1 내지 제10 픽셀의 엣지와 제1 내지 제10 픽셀의 주변 픽셀들의 차이값을 테이블로 도시한 것이다.
도 9b는 제1 내지 제10 픽셀의 오차를 상위 비트부터 하위 비트 순으로 비트-플레인(bit-plane) 단위로 표현한 테이블을 도시한 것이다.
도 10은 제1200단계에서 소정 픽셀의 값을 예측하는 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 11은 소정 픽셀 'x'의 값을 예측하는 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 개념도이다.
도 12는 본 발명에 의한 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 13은 제n 픽셀의 엣지를 이용하여 제1210단계에서 계산된 제n 픽셀의 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 14는 제n 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들을 이용하여 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 15는 제n 픽셀의 엣지 또는 제n 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들의 차이값을 이용하여 제1210단계에서 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
100: 예측부 110: 오차 계산부
120: 부호화범위 결정부 130: 부호화부

Claims (17)

  1. 영상을 구성하는 픽셀들 중 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값에 대한 오차를 계산하는 단계;
    상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 시감 특성상 인지할 수 있는 범위를 판단할 수 있는 기 설정된 방식으로 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 범위에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 결정하는 단계는
    상기 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀의 값 간 차이 값을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 차이 값을 이용하여 상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 결정하는 단계는
    상기 계산된 차이 값에 기 설정된 값을 제산하여 임계값을 계산하는 단계;
    상기 계산된 임계값 이상에 해당하는 상기 계산된 오차값만 표현할 수 있는 상위 비트 수를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 부호화하는 단계는
    상기 계산된 오차값 가운데 상기 결정된 상위 비트 수에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 결정하는 단계는
    상기 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이 값을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 차이 값을 이용하여 상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 결정하는 단계는
    상기 계산된 차이 값에 기 설정된 값을 제산하여 임계값을 계산하는 단계;
    상기 계산된 임계값 이상에 해당하는 상기 계산된 오차값만 표현할 수 있는 상위 비트 수를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 부호화하는 단계는
    상기 계산된 오차값 가운데 상기 결정된 상위 비트 수에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 결정하는 단계는
    상기 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀의 값 간 차이 값 또는 상기 주변 픽셀들 사이의 차이 값을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 차이 값을 이용하여 상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 결정하는 단계는
    상기 소정 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀의 값 간 제1 차이 값을 계산하는 단계;
    상기 주변 픽셀들 사이의 제2 차이값을 계산하는 단계;
    상기 제1 차이값에 기 설정된 값을 제산하여 제1 임계값을 계산하고, 제2 차이 값에 기 설정된 값을 제산하여 제2 임계값을 계산하는 단계; 및
    상기 제1 임계값 및 상기 제2 임계값 가운데 더 큰 값 이상에 해당하는 상기 계산된 오차값만 표현할 수 있는 상위 비트 수를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 부호화하는 단계는
    상기 계산된 오차값 가운데 상기 결정된 상위 비트 수에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 결정된 범위에 해당하지 않는 상기 계산된 오차값은 기대값, 평균값 및 중간값 가운데 어느 하나로 복호화기에서 복원되는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법.
  9. 영상을 구성하는 픽셀들 중 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값에 대한 오차를 계산하는 단계;
    상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 시감 특성상 인지할 수 있는 범위를 판단할 수 있는 기 설정된 방식으로 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 범위에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 단계를 포함하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  10. 영상을 구성하는 픽셀들 중 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀에 대응하는 참조 픽셀의 값에 대한 오차를 계산하는 오차 계산부;
    상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 시감 특성상 인지할 수 있는 범위를 판단할 수 있는 기 설정된 방식으로 결정하는 부호화범위 결정부; 및
    상기 결정된 범위에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 부호화범위 결정부는
    상기 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀의 값 간 차이 값을 계산하는 엣지 계산부; 및
    상기 계산된 차이 값을 이용하여 상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 범위 결정부는
    상기 계산된 차이 값에 기 설정된 값을 제산하여 임계값을 계산하는 임계값 계산부;
    상기 계산된 임계값 이상에 해당하는 상기 계산된 오차값만 표현할 수 있는 상위 비트 수를 결정하는 범위 결정부를 포함하고,
    상기 부호화부는
    상기 계산된 오차값 가운데 상기 결정된 상위 비트 수에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 부호화범위 결정부는
    상기 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀들 사이의 차이 값을 계산하는 주변차이값 계산부; 및
    상기 계산된 차이 값을 이용하여 상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 결정부는
    상기 계산된 차이 값에 기 설정된 값을 제산하여 임계값을 계산하는 임계값 계산부;
    상기 계산된 임계값 이상에 해당하는 상기 계산된 오차값만 표현할 수 있는 상위 비트 수를 결정하는 범위 결정부를 포함하고,
    상기 부호화부는
    상기 계산된 오차값 가운데 상기 결정된 상위 비트 수에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 부호화범위 결정부는
    상기 소정 픽셀의 값과 상기 소정 픽셀의 주변에 마련된 주변 픽셀의 값 간 차이 값 또는 상기 주변 픽셀들 사이의 차이 값을 계산하는 계산부; 및
    상기 계산된 차이 값을 이용하여 상기 계산된 오차 가운데 부호화할 범위를 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 결정부는
    상기 소정 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀의 값 간 제1 차이 값을 계산하는 엣지 계산부;
    상기 주변 픽셀들 사이의 제2 차이값을 계산하는 주변차이값 계산부;
    상기 제1 차이값에 기 설정된 값을 제산하여 제1 임계값을 계산하고, 제2 차이 값에 기 설정된 값을 제산하여 제2 임계값을 계산하는 임계값 계산부; 및
    상기 제1 임계값 및 상기 제2 임계값 가운데 더 큰 값 이상에 해당하는 상기 계산된 오차값만 표현할 수 있는 상위 비트 수를 결정하는 범위 결정부를 포함하고,
    상기 부호화부는
    상기 계산된 오차값 가운데 상기 결정된 상위 비트 수에 해당하는 상기 계산된 오차값만 부호화하는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기 결정된 범위에 해당하지 않는 상기 계산된 오차값은 기대값, 평균값 및 중간값 가운데 어느 하나로 복호화기에서 복원되는 것을 특징으로 하는 시감 특성을 이용한 영상 부호화 장치.
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